(57)【要約】熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用を図る。燃料処理システム１は、データベース（ＤＢ）２、制御部３、調整手段４、乾燥処理設備３００からなる。処理システム１は、熱ガス供給設備から供給される熱ガスの温度を、制御部３により制御される調整手段４にて調整する。制御部３での制御は、ＤＢ２に記憶されている燃料の水分量及び発火点温度の情報に基づいて行われる。温度調整された熱ガスは、乾燥処理設備３００において燃料の乾燥処理に用いられる。
2011162344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱ガスを用いて燃料を乾燥させるための乾燥処理設備と、
前記熱ガスの温度を調整して前記乾燥処理設備に供給する調整手段と、
前記燃料の水分量及び発火点温度に関するデータに基づいて前記調整手段を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする燃料処理システム。
【請求項２】
燃料、脱硫剤及び酸素含有ガスを供給する供給口と前記燃料を前記酸素含有ガスで燃焼した後の排ガスを排出するための排出口とを備えたボイラーと、
前記ボイラーから排出された前記排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、前記熱媒体が前記排ガスにより加熱されるようにした第１熱交換手段と、
前記ボイラーへ供給される水と前記熱交換された後の加熱された熱媒体との間で熱交換を実行し、前記水が前記熱媒体により加熱されるようにした第２熱交換手段と、
前記熱媒体が流通すると共に前記第１熱交換手段と前記第２熱交換手段との間を循環する循環路と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料処理システム。
【請求項３】
前記調整手段は、前記熱ガスの温度に加え、前記熱ガスの流量を調整する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料処理システム。
【請求項４】
前記調整手段は、熱交換器である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料処理システム。
【請求項５】
前記熱交換器は、ボイラー給水加熱器である
ことを特徴とする請求項４記載の燃料処理システム。
【請求項６】
前記調整手段は、前記熱ガスを前記熱交換器及びバイパス路に分配する分配手段と、前記熱交換器から排出された熱ガス及び前記バイパス路を通った熱ガスを混合する混合手段とを更に備える
ことを特徴とする請求項４又は５記載の燃料処理システム。
【請求項７】
前記乾燥処理設備を用いて乾燥させた前記燃料を燃焼させて発電を行う火力発電設備を更に備え、
前記火力発電設備は、
前記燃料を燃焼する燃焼炉と、
前記燃焼炉に設けられる脱硫剤を注入する脱硫剤吹込手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の燃料処理システム。
【請求項８】
前記第１熱交換手段において前記排ガスと接触する前記循環路の表面温度は、前記排ガスの露点温度よりも高い
ことを特徴とする請求項２記載の燃料処理システム。
【請求項９】
前記ボイラーは、
燃料を燃焼させるための燃焼炉と、
前記燃焼炉の上方に設けられて前記燃焼炉の空間を狭くするノーズ部と
を備え、
脱硫剤を供給する前記供給口は、前記ノーズ部近傍に位置する
ことを特徴とする請求項２又は８記載の燃料処理システム。
【請求項１０】
前記脱硫剤は、カルシウム化合物であり、
前記カルシウム化合物は、炭酸カルシウムを含有するセメント工場ダストを含む
ことを特徴とする請求項２、８及び９のいずれか１項記載の燃料処理システム。
【請求項１１】
水分と硫黄成分を含む石炭を乾燥処理設備に供給し前記石炭を乾燥し、乾燥された石炭を燃焼炉に供給し石炭を燃焼し、燃焼後の排ガスの熱を利用する排ガスの利用方法であって、
前記燃焼炉内に脱硫剤を供給し燃焼炉内において排ガスを脱硫し、
前記脱硫後排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用する
ことを特徴とする排ガスの利用方法。
【請求項１２】
水分と硫黄成分を含む石炭を乾燥処理設備に供給し前記石炭を乾燥し、
乾燥された石炭を燃焼炉に供給し石炭を燃焼し、燃焼後の灰分を含む排ガスの熱を利用する排ガスの利用方法であって、
前記排ガスを排ガス減温手段によって冷却する工程と、
前記冷却された排ガスとこれよりも温度の高い熱ガスとを混合して混合ガスを生成する工程と、
前記混合ガスを前記乾燥処理設備に供給する工程と
を備え、
前記混合ガスは、酸素濃度が１０容量％以下となるように生成される
ことを特徴とする排ガスの利用方法。
【請求項１３】
水分を含む石炭を乾燥処理設備に供給し前記石炭を乾燥し、
乾燥された石炭を燃焼炉に供給し石炭を燃焼し、燃焼後の排ガスの熱を利用する排ガスの利用方法であって、
前記燃焼炉以外の熱利用設備から排出された酸素を含有する熱ガスを、前記燃焼炉に燃焼用空気として供給する工程と、
前記排ガスを前記乾燥処理設備に供給する工程と
を備え、
前記熱ガスは、酸素濃度が１５容量％以上であり、温度が２５０℃以上である
ことを特徴とする排ガスの利用方法。
【請求項１４】
前記脱硫後の排ガスを乾燥処理設備に供給し、排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用する請求項１１記載の排ガスの利用方法。
【請求項１５】
前記脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、前記排ガスによって加熱された熱媒体を前記乾燥処理設備に供給し、前記石炭の乾燥熱源として利用する請求項１１記載の排ガスの利用方法。
【請求項１６】
前記脱硫後の排ガスを集塵手段に供給し排ガスに含まれる灰分を除去し、前記灰分が除去された排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用する請求項１１、１４及び１５のいずれか１項記載の排ガスの利用方法。
【請求項１７】
前記冷却された排ガスから集塵手段によって前記灰分を除去する工程を更に備え、
前記混合ガスは、前記灰分が除去された排ガスと前記熱ガスとを混合して生成される
ことを特徴とする請求項１２記載の排ガスの利用方法。
【請求項１８】
前記排ガスは、酸素濃度が１０容量％以下である
ことを特徴とする請求項１３記載の排ガスの利用方法。
【請求項１９】
前記熱ガスは、セメント製造設備のクリンカクーラーから排出される熱ガスである
ことを特徴とする請求項１２、１３、１７又は１８記載の排ガスの利用方法。
【請求項２０】
前記燃焼炉内に脱硫剤を供給し燃焼炉内において排ガスを脱硫する工程を更に備えた
ことを特徴とする請求項１２、１３、１７〜１９のいずれか１項記載の排ガスの利用方法。
【請求項２１】
前記燃焼炉は、その上方に燃焼炉の空間を狭くするノーズ部を有し、
前記ノーズ部の近傍に前記脱硫剤を供給する請求項１１〜２０のいずれか１項記載の排ガスの利用方法。
【請求項２２】
石炭を乾燥させる乾燥手段と、
乾燥された前記石炭を燃焼させる燃焼手段と、
前記燃焼手段に対し脱硫剤を供給する脱硫剤供給手段と
を備える排ガス利用装置であって、
前記乾燥手段と前記燃焼手段とを接続する排ガス供給路を設け、
前記排ガス供給路は、脱硫された排ガスを前記乾燥手段に供給し、
前記乾燥手段は、前記排ガスの熱を用いて前記石炭を乾燥させる
ことを特徴とする排ガス利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料処理システム、排ガスの利用方法及び排ガス利用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー需要の世界的な高まりに伴い、火力発電設備において利用される燃料として、水分含有率の高い低品位炭や、同様に水分含有率の高いバイオマスなどの低品位燃料を用いる必要性が高まっている。今後もこの傾向は更に強くなると予想されている。以下、低品位炭やバイオマスなどを総称して低品位燃料ということがある。【０００３】
しかし、このような低品位燃料の利用は火力発電設備の燃料原単位を低下させる原因となる。特に、微粉炭を用いる石炭利用設備においては、石炭は燃焼用に乾燥粉砕された後に燃焼炉に導入される。従って、燃料としての石炭中の水分量の増加は燃料原単位の悪化に直結するだけでなく、粉砕機等の乾燥・粉砕能力の影響も受ける。このため、このような低品位燃料の使用量は制限せざるを得ない状況にある。【０００４】
このような状況の脱却を図るものとして、例えば下記特許文献１に開示されている石炭の乾燥方法及び乾燥設備が知られている。この特許文献１の乾燥設備は、低品位燃料である高水分炭をエアヒーター等の排ガス減温装置通過後の燃焼排ガスを用いて８０℃〜１５０℃の雰囲気中で乾燥させるものである。【０００５】
また、石炭火力発電設備においては、微粉炭や重油、石油コークス等の燃料をボイラーなどの燃焼炉で燃焼させることにより蒸気タービンを駆動して、発電機にて発電を行っている。このため、これらの燃料に硫黄成分が含まれている場合、燃料を燃焼した後の排ガス中に二酸化硫黄（ＳＯ２）が含まれることになり、その一部は酸化されて三酸化硫黄（ＳＯ３）となる。以下において、二酸化硫黄（ＳＯ２）と三酸化硫黄（ＳＯ３）とを総称して「硫黄酸化物」又は「ＳＯｘ」と呼ぶことがある。【０００６】
燃焼炉からの排ガスは、通常は燃焼炉の後段に設けられた脱硝装置、熱回収装置、電気集塵機、及び脱硫装置等の排ガス処理設備にて処理される。この排ガス処理設備において排ガスの温度が低下して酸露点温度を下回ると、排ガス中のＳＯ３は硫酸として結露してしまい、煙道や各種設備や装置等を腐食させる原因となる。【０００７】
このような排ガス中のＳＯ３を除去するものとして、超微粒子を用いた乾式脱硫法（例えば、下記特許文献２参照）や、排ガス中の硫黄酸化物の除去方法（例えば、下記特許文献３参照）が知られている。特許文献２に開示されている乾式脱硫法では、排ガスを発生する炉内及び／又は煙道内に酸化カルシウム（ＣａＯ）の超微粒子を吹き込み、硫黄酸化物を吸着させている。また、特許文献３に開示されている除去方法では、例えば排ガス処理設備の熱回収装置と電気集塵機との間にアンモニアを注入してＳＯ３を処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２８１４４３号公報
【特許文献２】特開平５−２６９３４１号公報
【特許文献３】特開平１０−２３０１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されているような従来の乾燥方法では、他の設備からの熱エネルギーを利用して更なる熱効率の向上を図り、且つ地球温暖化への影響を与えるとされる要因を極力抑えつつ熱エネルギーの有効利用を図ることはできない構造或いは難しい構成となっている。【００１０】
また、上記特許文献２に開示されている従来の乾式脱硫法では、燃焼炉に設けられた超微粒子吹込口から超微粒子を炉内に供給するが、吹込位置によっては効率良く酸性物質を除去することが困難であるという問題がある。また、上記特許文献３に開示されている従来の除去方法では、ＳＯ３の処理に際してアンモニアを注入する必要があるため、より安価且つ容易に排ガス中のＳＯ３を除去することが困難であるという問題がある。更に、より効果的に排ガスの熱エネルギーの有効利用を図り、不具合が少なく効率の良い発電設備の操業を実現したいという要望も高まっている。【００１１】
硫黄成分（Ｓ分）が高水分炭に含まれる。Ｓ分を含む高水分炭を燃焼炉で燃焼させると、ＳＯ３を含む燃焼排ガスが発生し、燃焼炉から排出される。そうすると、燃焼炉の下流にあるエアヒーター通過後の燃焼排ガスの温度が低下して酸露点温度を下回ると、排ガス中のＳＯ３が硫酸として結露してしまう。このため、煙道や各種設備、装置等を腐食させる原因となってしまうことが懸念される。このような酸露点温度の問題によって、排ガスの熱回収が効率良く行えないという問題もある。ここで、酸露点温度とは、ガス中のＳＯ３と水分が反応して硫酸として結露し始める温度をいう。【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる燃料処理システム、排ガスの利用方法及び排ガス利用装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、より安価且つ容易に排ガス中のＳＯ３を処理しつつより効果的に排ガスの熱エネルギーの有効利用を図り、不具合が少なく効率の良い発電設備の操業を行うことができる燃料処理システム、排ガスの利用方法及び排ガス利用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る燃料処理システムは、熱ガスを用いて燃料を乾燥させるための乾燥処理設備と、前記熱ガスの温度を調整して前記乾燥処理設備に供給する調整手段と、前記燃料の水分量及び発火点温度に関するデータに基づいて前記調整手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。【００１４】
また、本発明の一つの実施形態においては、燃料、脱硫剤及び酸素含有ガスを供給する供給口と前記燃料を前記酸素含有ガスで燃焼した後の排ガスを排出するための排出口とを備えたボイラーと、前記ボイラーから排出された前記排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、前記熱媒体が前記排ガスにより加熱されるようにした第１熱交換手段と、前記ボイラーへ供給される水と前記熱交換された後の加熱された熱媒体との間で熱交換を実行し、前記水が前記熱媒体により加熱されるようにした第２熱交換手段と、前記熱媒体が流通すると共に前記第１熱交換手段と前記第２熱交換手段との間を循環する循環路とを備えて構成され得る。【００１５】
前記調整手段は、例えば前記熱ガスの流量も併せて制御することも可能である。【００１６】
また、前記調整手段は、例えば熱交換器により構成され得る。【００１７】
前記熱交換器は、例えばボイラー給水加熱器により構成され得る。【００１８】
前記調整手段は、例えば前記熱ガス供給設備から供給された熱ガスを前記熱交換器及びバイパス路に分配する分配手段と、前記熱交換器から排出された熱ガス及び前記バイパス路を通った熱ガスを混合する混合手段とを更に備えたものであっても良い。【００１９】
前記乾燥処理設備を用いて乾燥させた前記燃料を燃焼させて発電を行う火力発電設備を更に備え、前記火力発電設備は、前記燃料を燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉に設けられる脱硫剤を注入する脱硫剤吹込手段とを有することが好ましい。【００２０】
前記第１熱交換手段において前記排ガスと接触する前記循環路の表面温度は、前記排ガスの露点温度よりも高くされることが好ましい。なお、熱媒体の温度は、例えば前記第２熱交換手段をバイパスする熱媒体流量を調整することで制御される。【００２１】
前記ボイラーは、燃料を燃焼させるための燃焼炉と、前記燃焼炉の上方に設けられて前記燃焼炉の空間を狭くするノーズ部とを備え、脱硫剤を供給する前記供給口は、前記ノーズ部近傍に位置するように構成することができる。【００２２】
前記脱硫剤は、カルシウム化合物であり、前記カルシウム化合物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有するセメント工場ダストを含むことが好ましい。【００２３】
本発明に係る排ガスの利用方法は、水分と硫黄成分を含む石炭を乾燥処理設備に供給し前記石炭を乾燥し、乾燥された石炭を燃焼炉に供給し石炭を燃焼し、燃焼後の排ガスの熱を利用する排ガスの利用方法であって、前記燃焼炉内に脱硫剤を供給し燃焼炉内において排ガスを脱硫し、前記脱硫後排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用することを特徴とする。【００２４】
本発明に係る排ガスの利用方法は、水分と硫黄成分を含む石炭を乾燥処理設備に供給し前記石炭を乾燥し、乾燥された石炭を燃焼炉に供給し石炭を燃焼し、燃焼後の灰分を含む排ガスの熱を利用する排ガスの利用方法であって、前記排ガスを排ガス減温手段によって冷却する工程と、前記冷却された排ガスとこれよりも温度の高い熱ガスとを混合して混合ガスを生成する工程と、前記混合ガスを前記乾燥処理設備に供給する工程とを備え、前記混合ガスは、酸素濃度が１０容量％以下となるように生成されることを特徴とする。【００２５】
本発明に係る排ガスの利用方法は、水分を含む石炭を乾燥処理設備に供給し前記石炭を乾燥し、乾燥された石炭を燃焼炉に供給し石炭を燃焼し、燃焼後の排ガスの熱を利用する排ガスの利用方法であって、前記燃焼炉以外の熱利用設備から排出された酸素を含有する熱ガスを、前記燃焼炉に燃焼用空気として供給する工程と、前記排ガスを前記乾燥処理設備に供給する工程とを備え、前記熱ガスは、酸素濃度が１５容量％以上であり、温度が２５０℃以上であることを特徴とする。【００２６】
前記脱硫後の排ガスを乾燥処理設備に供給し、排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用する構成とすることができる。【００２７】
前記脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、前記排ガスによって加熱された熱媒体を前記乾燥処理設備に供給し、前記石炭の乾燥熱源として利用する構成とすることもできる。【００２８】
前記脱硫後の排ガスを集塵手段に供給し排ガスに含まれる灰分を除去し、前記灰分が除去された排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用する構成とすることもできる。【００２９】
前記冷却された排ガスから集塵手段によって前記灰分を除去する工程を更に備え、前記混合ガスは、前記灰分が除去された排ガスと前記熱ガスとを混合して生成されるものであっても良い。【００３０】
前記排ガスは、酸素濃度が１０容量％以下であることが好ましい。【００３１】
前記熱ガスは、セメント製造設備のクリンカクーラーから排出される熱ガスであることが好ましい。【００３２】
前記燃焼炉内に脱硫剤を供給し燃焼炉内において排ガスを脱硫する工程を更に備えた構成とすることもできる。【００３３】
前記燃焼炉は、その上方に燃焼炉の空間を狭くするノーズ部を有し、前記ノーズ部の近傍に前記脱硫剤を供給するように構成することができる。【００３４】
本発明に係る排ガス利用装置は、石炭を乾燥させる乾燥手段と、乾燥された前記石炭を燃焼させる燃焼手段と、前記燃焼手段に対し脱硫剤を供給する脱硫剤供給手段とを備える排ガス利用装置であって、前記乾燥手段と前記燃焼手段とを接続する排ガス供給路を設け、前記排ガス供給路は、脱硫された排ガスを前記乾燥手段に供給し、前記乾燥手段は、前記排ガスの熱を用いて前記石炭を乾燥させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。
また、本発明によれば、より安価且つ容易に排ガス中のＳＯ３を処理しつつより効果的に排ガスの熱エネルギーの有効利用を図り、不具合が少なく効率の良い発電設備の操業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の全体の実施形態に係る燃料処理システムの機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る燃料処理システムにおける火力発電設備の燃焼炉の構造を示す図である。
【図７】本発明の全体の実施形態に係る燃料処理システムの制御に関するフローチャートである。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る燃料処理システムにおける火力発電設備の燃焼炉の構造を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図１１】図１０の詳細な構成を示す図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図１３】図１２の詳細な構成を示す図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図１５】図１４の詳細な構成を示す図である。
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図１７】図１６の詳細な構成を示す図である。
【図１８】本発明の第１１の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１２の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図２０】本発明の第１３の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図２１】図２０の詳細な構成を示す図である。
【図２２】本発明の第１４の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図２３】図２２の詳細な構成を示す図である。
【図２４】本発明の第１５の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図２５】本発明の第１６の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。
【図２６】図２５の詳細な構成を示す図である。
【図２７】本発明の実施例の燃焼炉における０．８Ｍ上方及び０．４Ｌ下方の脱硫剤の吹込位置の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明に係る燃料処理システム、排ガスの利用方法及び排ガス利用装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３８】
［燃料処理システムの全体構成］
図１は、本発明の全体の実施形態に係る燃料処理システムの機能ブロック図である。図１に示すように、燃料処理システム１は、データベース（ＤＢ）２、制御部３、調整手段４、及び乾燥処理設備３００からなる。すなわち、処理システム１は、図示しない熱ガス供給設備から供給される熱ガスの温度を、調整手段４を用いて制御する。調整手段４の制御は、制御部３によって行われる。
【００３９】
制御部３は、周知のコンピュータにより構成され得る。具体的に制御部３は、ＤＢ２からの情報に基づいて調整手段４を制御し、図示しない熱ガス供給設備から供給される熱ガスの温度を調整する。温度調整後の熱ガスは、乾燥処理設備３００において燃料の乾燥処理に用いられる。熱ガス供給設備や熱ガスの具体例としては、例えば、熱風発生炉、加熱炉排ガス、ボイラー排ガス、クリンカクーラー排ガスなどが挙げられる。この中で熱エネルギーの効率的な利用という観点から、ボイラー排ガス、クリンカクーラー排ガスが好ましく用いられる。
【００４０】
乾燥処理設備３００にて乾燥される燃料は、例えば水分を含み、燃焼時における燃焼効率を高めるため、燃焼前に乾燥処理を必要とする燃料（石炭）である。典型的には、水分を多く含む高水分炭や高水分バイオマスなどのいわゆる低品位燃料である。
【００４１】
高水分炭としては、亜瀝青炭や褐炭が挙げられる。高水分炭の水分量は、例えば単位質量当たりの全水分が２０〜６０質量％である。高水分バイオマスとしては、木くず、籾殻、林地残材、パームカーネルシェルなどの木質系バイオマスや、汚泥、残渣、家畜糞尿などの廃棄物系バイオマスなどが挙げられる。高水分バイオマスの水分量は、例えば全水分が２０〜７０質量％である。以下では、低品位燃料を燃料として用いる場合を例にとって説明を進めるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、乾燥処理無しでも十分な燃焼効率の得られる燃料を用いる場合も、本発明の対象となり得る。
【００４２】
ＤＢ２には、これらの低品位燃料の種別毎に、その低品位燃料の水分量及び発火点温度ＩＴ（℃）の情報が記憶されている。必要に応じて、水分量、発火点温度ＩＴ以外の情報がＤＢ２に記憶されていても良い。
【００４３】
なお、上記水分量の情報には、例えば低品位燃料の全水分ＴＭ（質量％）及び平衡水分ＥＭ（質量％）の情報が含まれ得る。全水分ＴＭとは、例えば燃料を石炭とした場合、この石炭が乾燥処理される前に含んでいる水分のことである。また、平衡水分ＥＭとは、石炭がある雰囲気中で平衡状態となる水分のことであり、これは雰囲気中の温度と湿度によって左右されるものである。
【００４４】
乾燥処理設備３００では、低品位燃料が所定の水分量となるように乾燥されることが望ましい。具体的には、乾燥処理後の低品位燃料の水分ＤＭ（質量％）（以下、乾燥処理後水分ＤＭという）が大気中での平衡水分ＥＭを下回らず、且つ可能な限り低い水分となるように乾燥されれば良い。
【００４５】
一方、乾燥処理設備３００では、使用される熱ガスの温度ＧＴが乾燥処理の対象とされる燃料の発火点温度ＩＴを若干下回るような温度となるよう、乾燥処理が実行される必要がある。発火点温度ＩＴを上回る温度での乾燥処理は、乾燥処理設備３００での燃料の発火に繋がるおそれがある。
【００４６】
このため、制御部３は、以下に示す操作を行うことにより調整手段４を制御する（後述の図７参照）。
（１）乾燥処理設備３００を用いて乾燥する燃料の種別を特定する。
（２）上記（１）で特定された燃料の水分量及び発火点温度ＩＴを、水分量及び発火点温度ＩＴの情報を記憶するデータベース（ＤＢ）２から取得する。
（３）上記（２）で取得された発火点温度ＩＴから、乾燥処理設備３００にて用いる熱ガスの温度を決定する。
（４）乾燥後の燃料の水分量を決定する。
（５）上記（２）における乾燥前の燃料の水分量、及び上記（４）における乾燥後の燃料の水分量から、乾燥処理設備３００において必要な熱量を決定する。
（６）上記（５）における必要な熱量、及び上記（３）における熱ガスの温度から、乾燥処理設備３００に供給する熱ガスの量を決定する。
以下、制御部３と調整手段４について、より詳細に説明する。
【００４７】
制御部３は、乾燥処理設備３００にて燃焼に供される燃料の種別を、図示しない入力手段を介してユーザが入力した入力情報、又は乾燥処理設備３００が自動認識した情報に基づいて特定する。これと共に、その特定された燃料の水分量及び発火点温度ＩＴの情報をＤＢ２から取得する。そして、特定された当該燃料の水分量（例えば全水分ＴＭ、平衡水分ＥＭ）及び発火点温度ＩＴに基づいて、乾燥処理設備３００にて用いる熱ガスの温度ＧＴ（℃）、乾燥処理後水分ＤＭを算出する。
【００４８】
熱ガスの温度ＧＴは、ＧＴ＝ＩＴ−α（αは所定の正の定数）により求めることができ、乾燥処理後水分ＤＭは、ＤＭ＝ＥＭ＋β（βは所定の正の定数）により求めることができる。
【００４９】
また、単位時間当たりに乾燥処理すべき燃料の質量ＷＣ（ｔ／ｈ）の情報を、オペレータが入力した入力情報又は乾燥処理設備３００が自動認識した情報に基づいて特定する。そして、この質量ＷＣに基づき、乾燥処理設備３００にて単位時間当たりに必要とされる熱量ＱＤ（ＭＪ／ｈ）及び単位時間当たりに必要とされる熱ガスの流量ＶＤ（ｍ３／ｈ）を算出する。これに基づき、制御部３は調整手段４を制御する。
【００５０】
調整手段４は、例えば熱交換器により構成することができる。この場合、調整手段４は、図示しない熱ガス供給設備から供給される熱ガスの熱量ＱＴと、上述の熱量ＱＤとの差分（ＱＴ−ＱＤ）を、他の装置に供給するように構成することも可能である。
【００５１】
このように、本処理システム１では、乾燥処理設備３００で導入する熱ガスの温度等を、使用される燃料の性状に関する情報を記憶したＤＢ２の保持データに基づき決定することができる。これにより、調整手段４においては、熱ガスの温度が、燃料の発火点温度ＩＴよりも低く且つ、平衡水分ＥＭに対応した適切な水分量まで乾燥させることができる。
【００５２】
図７は、本発明の全体の実施形態に係る燃料処理システムの制御に関するフローチャートである。図７においては、前で述べた（１）から（６）の内容が記載されている。また、図７には、後で述べる好ましい実施形態が合わせて記載されている。すなわち、乾燥処理設備３００において必要な熱ガスを取得した後の余剰の熱ガス（図７のＱＰに相当）をボイラー給水の予熱（加熱）に利用する形態である。これにより、熱エネルギーを、より一層効率的に利用することができる。また、ボイラーの効率が改善される。
【００５３】
このように構成された処理システム１によれば、熱ガス供給設備からの熱ガスの熱エネルギーの効率的な利用を実現し、低品位燃料の積極的な利用を図ることができる。次に、このような処理システム１の具体例について説明する。
【００５４】
［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。なお、ここでは低品位燃料として石炭を用いることを例に挙げて説明する。図２に示すように、処理システム１は、石炭火力発電所１００と、熱ガス供給設備であるセメント製造設備２００と、石炭の乾燥処理設備３００とを備えて構成される。
【００５５】
石炭火力発電所１００は、石炭を燃焼利用して発電を行う設備であって、公知の石炭火力発電設備と同様に構成され得る。すなわち、この石炭火力発電所１００では、まず供給された石炭を竪型粉砕機などを用いた粉砕装置１０１にて所定の大きさに粉砕する。そして、ボイラー１０２にて例えば約１６００℃の温度で燃焼する。石炭は、１種類又は複数種類の性状の異なるものを併用することができる。
【００５６】
そして、このボイラー１０２で発生した熱エネルギーによって蒸気タービンを駆動し、発電機１０３にて発電を行い、電力を供給する。なお、給水加熱器１０４では、蒸気タービンからの蒸気を用いて燃料燃焼ボイラーへの給水を加熱し、発電機１０３での熱効率の向上を図っている。
【００５７】
一方、ボイラー１０２で発生した排ガスは、脱硝装置１０５にて窒素酸化物を除去することができる。脱硝後の排ガスは、更に熱回収装置１０６にて、その温度を低下させられる。熱回収装置１０６で回収された熱は、例えばボイラー１０２に圧送される燃焼用空気の温度を上昇させるために用いられ得る。熱回収装置１０６を通過した排ガスは、電気集塵機１０７に供給される。電気集塵機１０７は、排ガス中に浮遊しているダストを集塵する。
【００５８】
電気集塵機１０７を通過した排ガスは、脱硫装置１０８にて硫黄酸化物を除去された後、排ガスとして大気中に排出される。このような工程を経て、第１の実施形態に係る処理システム１の石炭火力発電所１００では発電が行われている。そして、この処理システム１では、粉砕装置１０１に石炭が供給される前に、石炭の乾燥処理設備３００によって石炭が乾燥される。ここで乾燥される石炭の具体例としては、亜瀝青炭や褐炭などのいわゆる低品位炭などが挙げられる。これらの石炭は、上述したように乾燥処理後水分ＤＭとなるように石炭の乾燥処理設備３００にて乾燥される。
【００５９】
ここで、乾燥処理後水分ＤＭとは、上述したように、その石炭の平衡水分ＥＭを下回らず、且つ可能な限り低い水分である。また、ここでいう平衡水分ＥＭとは、石炭が晒される雰囲気（乾燥処理設備出口や貯蔵サイロ、大気等）において平衡状態となる水分であり、これは雰囲気中の温度と湿度によって左右されるものである。なお、運用上としては、石炭の水分を除くほど高発熱量化が図れるため、乾燥処理後の石炭の水分は可能な限り低いことが望ましい。しかし、石炭の乾燥処理設備３００から排出される石炭の水分が大気中での平衡水分ＥＭを下回ると大気中の水分を吸湿してしまうこととなる。
【００６０】
従って、制御部３により調整手段４を制御して石炭の乾燥処理設備３００への熱ガスの温度ＧＴを制御することで、所定の平衡水分ＥＭを下回らない水分に乾燥することは、乾燥処理後の石炭の再吸湿を防ぎ乾燥効率を確保するために重要である。なお、平衡水分ＥＭを下回らない水分とは、石炭の平衡水分ＥＭ以上で平衡水分の１．３倍以下、好ましくは平衡水分ＥＭ以上で平衡水分の１．２倍以下である。
【００６１】
具体的には、例えば全水分ＴＭ２５質量％且つ平衡水分ＥＭ１５質量％の亜瀝青炭を乾燥する場合は、乾燥処理後水分ＤＭは１５質量％を下回ることを回避しつつ、可能な限り低い水分、例えば１５質量％から１９．５質量％、好ましくは１５質量％から１８質量％である。
【００６２】
ここで、全水分ＴＭとは、例えば燃料を石炭とした場合、この石炭が乾燥処理される前に含んでいる水分のことを指し、採取した石炭試料が含んでいる水分であり、ＪＩＳ  Ｍ８８２０（石炭類及びコークス類−ロットの全水分測定方法）に準拠して測定したものである。また、平衡水分ＥＭは、乾燥処理後の石炭を試料として用い、例えばＪＩＳ  Ａ１４７５（建築材料の平衡含水率測定方法）に準じて測定したものである。この測定を行うことにより、乾燥処理後の石炭の平衡含水率曲線を得ることができる。
【００６３】
ここで得られる平衡含水率曲線と乾燥処理後の石炭が晒される上記各雰囲気での温度及び相対湿度の情報により、乾燥処理後の石炭の平衡含水率を求める。すると、求めた平衡含水率は乾燥後全質量基準の水質量百分率であるから、次式（１）により乾燥前全質量基準の水質量百分率に換算することで、乾燥処理後の石炭の平衡水分を求めることができる。
【００６４】
［数１］
平衡水分（質量％）＝平衡含水率÷（１００＋平衡含水率）×１００・・・（１）
【００６５】
第１の実施形態に係る処理システム１では、この石炭の乾燥処理設備３００にセメント製造設備２００内の排熱エネルギーを利用することで、熱エネルギーの効率的な利用を図っている。すなわち、セメント製造設備２００は、公知のセメント製造設備と同様に構成され得る。
【００６６】
このセメント製造設備２００は、例えば石灰石、粘土、ケイ石及び鉄原料などの原料を粉砕機２０１にて粉砕し、この粉砕後の石灰石、粘土、ケイ石及び鉄原料等の原料を焼成装置２０２にて石炭を燃料として例えば約１４５０℃の温度にて焼成する。これにより、セメントクリンカーを得る。その後、クリンカクーラー２０３において焼成されたセメントクリンカーが冷却され、その後、このセメントクリンカーは、混合粉砕機２０４にて石膏やその他の混合材などと混合粉砕され、粉末状のセメントとして仕上げられる。
【００６７】
約３００℃程度の熱を有する排ガスがクリンカクーラー２０３から排出される。しかし、この排ガスの排熱はほとんどそのまま利用されることなく排出されていたのが現状である。本処理システム１では、既存の設備をほぼ改造することなく、この排ガスの未利用の排熱を石炭の乾燥処理設備３００における乾燥処理に用いる熱ガスとして利用するように構成している。
【００６８】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された熱ガスを、調整手段４としての熱交換器４Ａに導入して制御部３の制御により熱交換を行う。そして、上述したような所定の温度ＧＴに調整した後に石炭の乾燥処理設備３００に供給するようにしている。
【００６９】
制御部３は、ＤＢ２から乾燥処理すべき石炭の種別毎の水分量（全水分ＴＭ、平衡水分ＥＭ）及び発火点温度ＩＴの情報を取得し、これらの情報に基づいて熱ガスの温度ＧＴ、及び乾燥処理後水分ＤＭを決定する。制御部３は更に石炭の乾燥処理設備３００に単位時間当たりに供給される石炭の質量ＷＣ（ｔ／ｈ）に基づいて、石炭の乾燥処理設備３００にて単位時間当たりに必要とされる熱量ＱＤ（ＭＪ／ｈ）、及び単位時間当たりに必要とされる熱ガスの流量ＶＤ（ｍ３／ｈ）を算出する。そして、制御部３は、算出された熱量ＱＤ及び流量ＶＤが供給されるように熱交換器４Ａを制御する。
【００７０】
ここで、発火点温度ＩＴは、石炭が発火する温度であり、例えばＪＩＳ  Ｋ７１９３（プラスチック−高温空気炉を用いた着火温度の試験方法）に準じて測定したものである。
【００７１】
なお、発火点温度ＩＴを若干下回る温度とは、例えば、発火点温度ＩＴを約８０〜３０℃下回る温度、好ましくは約５０〜３０℃下回る温度である。具体的には、例えば発火点温度ＩＴが、２３０℃の亜瀝青炭を乾燥する場合、熱ガス温度ＧＴは、約１５０〜２００℃、好ましくは約１８０〜２００℃に設定する。
【００７２】
従って、石炭の乾燥処理設備３００において石炭が発火する危険性を皆無にしつつ効率的に石炭を乾燥させることができる温度ＧＴ及び流量ＶＤの熱ガスが、熱交換器４Ａから石炭の乾燥処理設備３００に供給されこととなる。このように、本処理システム１によれば、未利用の排熱を石炭の乾燥処理設備３００での低品位炭の乾燥処理に効果的に利用するようにしているので、熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用を図ることができる。
【００７３】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を割愛する。図３に示すように、第２の実施形態に係る処理システム１は、第１の実施形態に係る処理システム１の熱交換器４Ａに代えて、石炭火力発電所１００の給水加熱器１０４を調整手段４として採用した点が相違している。
【００７４】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された熱ガスを、調整手段４としての給水加熱器１０４に導入する。そして、上述したように制御部３の制御によりこの給水加熱器１０４を制御し、熱ガスの温度ＧＴ及び流量ＶＤに調整した後に石炭の乾燥処理設備３００に供給する。このような構成によっても、第１の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用を図ることができる。
【００７５】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。図４に示すように、第３の実施形態に係る処理システム１は、第２の実施形態に係る処理システム１の給水加熱器１０４を調整手段４として採用する点は同じである。しかし、この調整手段４が、更に分配手段１１１及び混合手段１１２を備える点が相違している。
【００７６】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３からの熱ガスを、分岐バルブ及び流路切替弁等を備えた分配手段１１１にて分配する。そして、１つは給水加熱器１０４に供給し、他方は給水加熱器１０４と並行して設けられたバイパス路（図示せず）とに分配する。そして、給水加熱器１０４で温度が下げられた熱ガスとバイパス路を通った熱ガスとを混合バルブ等の混合手段１１２にて混合し、石炭の乾燥処理設備３００へ供給する。分配手段１１１及び混合手段１１２としては、分岐配管、例えばＴ字又はＹ字型の配管に制御弁が設置されているものが挙げられる。
【００７７】
この場合、制御部３は、混合後の熱ガスが安全な温度になるように、バイパス路と給水加熱器１０４への流量を分配手段１１１で分配制御する。その後、混合手段１１２を制御して高温ガスと低温ガスとを混合して石炭の乾燥処理設備３００へ供給する熱ガスを所定の温度ＧＴ及び流量ＶＤに制御する。このような構成によって、石炭の乾燥処理設備３００と給水加熱器１０４の双方で熱利用が可能になり、第２の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用を図ることができる。
【００７８】
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。図５に示すように、第４の実施形態に係る処理システム１は、第１の実施形態に係る処理システムと同様に調整手段４として熱交換器４Ａを用いる点は同じである。しかし、更に分配手段１１１を備える点が相違している。
【００７９】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３からの熱ガスを熱交換器４Ａに導入して制御部３の制御により熱交換を行い所定の温度ＧＴとする。これと共に、石炭の乾燥処理設備３００及び給水加熱器１０４への必要な流量ＶＤに基づき分配手段１１１を制御する。そして、温度制御した熱ガスを石炭の乾燥処理設備３００及び給水加熱器１０４へそれぞれ分配して供給する。このような構成によっても、第１の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用を図ることができる。
【００８０】
なお、図示は省略するが、石炭の乾燥処理設備３００は、パドルによってガス分散板上の燃料を攪拌しながら乾燥するパドル攪拌式乾燥機を備えて構成されても良い。このパドル攪拌式乾燥機は、例えばガス分散板によって内部が上方の乾燥室と下方の空気室に区画されている。また、ガス分散板に多数のスリット状の開口を並置して設けると共に、乾燥室内に横架させたパドル軸を回転自在且つ可変速に設けて構成されている。
【００８１】
パドル軸には、パドル軸の軸方向において燃料の攪拌用のパドルが複数個取り付けられている。パドルは、パドルの軸方向に隣接し合うパドルの軸方向視の取付角度を互いに位相をズラした状態で取り付けられている。パドル自体はパドル軸に、パドル軸の軸線に対して燃料に軸線方向の攪拌力を付与すべく傾斜させてその傾斜角度を調整可能な状態で取り付けられる。これと共に、乾燥室のパドル軸の一端側と他端側にそれぞれ燃料の供給口と排出口とを設けている。そして、空気室には熱ガスを導入し、ガス分散板のスリット状の開口を通してこの熱ガスを高速で乾燥室内に噴射して燃料を流動化する構成としている。
【００８２】
［第５の実施形態］
また、上述した実施形態に係る処理システム１の石炭火力発電所１００におけるボイラー１０２の燃焼炉の構成を次のようにして、石炭火力発電所１００の排ガスを効果的に処理するようにしても良い。図６は、本発明の第５の実施形態に係る燃料処理システムにおける火力発電設備の燃焼炉の構造を示す図である。
【００８３】
脱硫剤を注入するための脱硫剤吹込手段が、燃料を燃焼する燃焼炉２０に設けられる。脱硫剤は、単独で燃焼炉２０の炉内に直接供給することができる。また、脱硫剤は、微粉炭と事前に混合して燃焼炉２０の炉内に供給することができる。燃焼炉２０における脱硫剤の吹込口は、ＳＯ３をより好適に効率良く捕捉することができる位置に設けられる。脱硫剤の吹込口の好ましい形態を以下に説明する。
【００８４】
図６に示すように、脱硫剤は、燃焼炉２０の壁部２０ａに設けられた脱硫剤吹込口１４に接続された図示しない脱硫剤供給管を通して燃焼炉２０内に注入される。脱硫剤吹込口１４は、前記燃焼炉２０の火炉の上方に設けられることが好ましい。更に、脱硫剤吹込口１４は、燃焼炉２０内の上方に形成されたノーズ部２１（上方ノーズ部２１と称することもある。）の近傍位置に脱硫剤１５を吹き込めるように形成されていることが特に好ましい。これにより、燃焼炉内における脱硫（ＳＯ３の除去）を効率よく行うことができる。脱硫剤１５の供給位置は、これに限定されるものではなく、例えばノーズ部２１が形成されていなくても適宜燃焼炉２０内に脱硫剤１５を吹き込めるように形成されていれば良い。
【００８５】
ノーズとは、火炉に設けた突起物を言い、燃焼ガスを迂回させることによって燃焼ガスが過熱器２０ｂをショートパスして流れることを防止して、燃焼ガスの滞留時間を確保する機能を有する。ノーズ部２１で燃焼炉内の燃焼ガスの流れが方向変換されることで燃焼ガスが激しく混合される。また、ノーズ部２１の近傍位置とは、図６のＨ（Ｌ＋Ｍ）で示した部分である。
【００８６】
すなわち、ノーズ部２１の三角形の底辺がもたらす高さ方向の範囲を言い、且つその高さの範囲においてノーズ部２１の上方からノーズ部２１の空間に延びる過熱器２０ｂがない燃焼炉２０の空間を言う。そして、その空間に脱硫剤１５を供給する。脱硫剤吹込口１４の数については、１又は２以上である。この中で、脱硫剤１５を燃焼炉２０中で適切に分散させることを考慮すれば、２以上、特に４〜６であることが好ましい。なお、脱硫剤吹込口１４の位置については、ノーズ部「Ｈ」の範囲であれば、高さ方向に複数設けても良い。
【００８７】
脱硫剤１５としては、カルシウム化合物が好適であり、水酸化カルシウムや酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどが良好であるが、より好適には主成分が炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）からなるセメント工場ダストを用いることができる。セメント工場ダストは、例えばセメント原料を製造する工程の排気ガスから回収されるもので、粒子径は質量基準の平均粒子径が２μｍ程度のダストであり、非常に安価且つ大量に入手することができるものである。
【００８８】
このような脱硫剤１５を燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入することで、注入された脱硫剤１５が燃料の燃焼により発生するＳＯ３をより好適に効率良く捕捉する。セメント工場ダストとしては、セメント製造設備２００の粉砕機２０１から回収されるダストや焼成装置２０２からの排ガスから回収されるダストが挙げられる。
【００８９】
具体的には、例えば脱硫剤１５として炭酸カルシウムを用いた場合は、脱炭酸反応によりＣａＣＯ３→ＣａＯとなり、このＣａＯが脱硫反応によりＳＯ２と反応してＣａＯ＋ＳＯ２＋０．５Ｏ２→ＣａＳＯ４（硫酸カルシウム）となる。また、脱炭酸反応後のＣａＯがＳＯ３を捕捉する。このような脱硫反応は、脱硫剤１５を燃焼炉２０の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入することにより最も活性化されることが本発明者により確認されている。
【００９０】
燃料に対する脱硫剤の供給量について、燃料中の硫黄分（Ｓ）に対する脱硫剤のカルシウム（Ｃａ）のモル比（Ｃａ／Ｓ）で０．５〜３、好ましくは１〜２．５が好ましい。モル比が３よりも大きくなると、ダストの量が増加してしまう。すなわち、本発明者が実施した試験によると、脱硫剤１５を燃焼炉２０の上方ノーズ部２１よりも下部の位置に注入した場合は、炉内温度が高いため希にＣａＯが石炭灰の改質（セメント鉱物化反応）等に使用されたり、脱硫の逆反応なども起きてしまうことが判明した。また、脱硫剤１５を燃焼炉２０の上方ノーズ部２１よりも上部の位置に注入した場合は、炉内温度が低いため脱炭酸反応が不十分になり希にＳＯ３の捕捉が十分ではなくなってしまうことが判明した。
【００９１】
これに対して、上述したように脱硫剤１５を上方ノーズ部２１の近傍位置に注入することで、ＣａＯとＳＯ３の適度な接触時間を確保することができる。これと共に、激しく乱れたガス流れによってＣａＯが燃焼炉２０内のガス層に効果的に分散してＳＯ３を捕捉するため、脱硫反応が活性化されると考えられる。
【００９２】
これにより、燃焼炉２０内において局所的にＳＯ３の濃度が高くなって結露が生じ、硫酸が発生して付着箇所を腐食させてしまうことも防止することが可能となる。なお、脱硫剤１５を注入する際の好適な燃焼炉２０の炉内温度は、例えば１０５０℃〜１１５０℃の範囲内である。このような構成によって燃焼炉２０内にてＳＯ２やＳＯ３を効果的に除去すれば、石炭火力発電所１００の排ガスを効果的に処理することが可能となる。
【００９３】
［第６の実施形態］
図８は、本発明の第６の実施形態に係る燃料処理システムにおける火力発電設備の燃焼炉の構造を示す図である。図９は、本発明の第６の実施形態に係る燃料処理システムの全体概要を示すブロック図である。図８及び図９に示すように、本実施形態に係る燃料処理システム１は、石炭火力発電所１００に適用される。
【００９４】
石炭火力発電所１００は、一例として、燃料としての石炭を粉砕する粉砕装置１０１、石炭を燃焼させて外部から供給された水Ｗ４を蒸発させて水蒸気とするボイラー１０２、図示しない蒸気タービンを備えた発電機１０３、及びボイラー１０２に対して供給される水Ｗ３を加熱する給水加熱器１０４を備える。
【００９５】
ボイラー１０２は、例えば燃料、脱硫剤及び酸素含有ガスを供給する供給口と、前記燃料を前記酸素含有ガスで燃焼した後の排ガスを排出するための排出口とを備える。燃料は、炭素質であり、酸素で燃焼される。酸素含有ガスは、酸素を含有する気体である。具体例としては、空気、酸素などが挙げられる。燃料、脱硫剤及び酸素含有ガスを供給する供給口は、３つそれぞれ別々に供給口を設けることでも良い。また、酸素含有ガスの一部と燃料とをボイラー１０２の同じ供給口としても良い。
【００９６】
処理システム１は、ボイラー１０２の燃焼炉内に脱硫剤を供給する脱硫剤供給装置１０と、脱硝装置１０５と、熱回収装置１０６と、間接熱交換機構１１０と、電気集塵機１０７とを備える。なお、脱硝装置１０５は任意の構成であるため、これを除いて処理システム１を構成するようにしても良い。また、電気集塵機１０７に代えてバグフィルター等の集塵装置を採用するようにしても良い。
【００９７】
まず、ボイラー１０２の燃焼炉２０での脱硫処理（炉内脱硫）について説明する。図８に示すように、処理システム１において、脱硫剤供給装置１０は、例えばトラック９０等により搬送されてきた脱硫剤１５を貯留しておく貯留タンク１１と、この貯留タンク１１に貯留された脱硫剤１５を燃焼炉２０に適宜供給する定量排出機構１２及びブロア１３とを備えている。
【００９８】
定量排出機構１２及びブロア１３により貯留タンク１１から搬送された脱硫剤１５は、例えば図示しない脱硫剤供給管を通して、燃焼炉２０内に注入され供給される。
【００９９】
なお、上述した脱硫剤１５を上方ノーズ部２１の近傍位置に注入する際の好適な燃焼炉２０の炉内温度は、約１０５０℃〜１１５０℃の範囲内である。そして、このようにして燃焼炉２０内にてＳＯ２やＳＯ３が除去された排ガスは、煙道２２を通って燃焼炉２０から排出され、例えば上述した脱硝装置１０５を通って脱硝される。これと共に熱回収装置１０６を通って減温された（温度が下げられた）上で、間接熱交換機構１１０の第１熱交換手段であるガス−水熱交換器１２１に供給される。
【０１００】
ガス−水熱交換器１２１においては、循環路５０から続く管路５１内を循環通過する循環熱媒体Ｗ１により排ガスの熱を熱交換し、更にこの循環熱媒体Ｗ１の熱を第２熱交換手段である熱交換器１２２において水Ｗ２に与える。
【０１０１】
なお、従来燃焼炉２０から排出される排ガスにおいては、ＳＯ３がＳＯ２の約１％程度の割合で含まれており、酸露点温度は約１２０℃〜１３０℃程度となっている。このため、排ガスからの熱回収は排ガスの温度が１５０℃程度となるまでが限度であった。これに対し、第６の実施形態に係る処理システム１においては、燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入される脱硫剤１５により、予め排ガス中のＳＯ３を除去している。このため、酸露点温度を大幅に下げることが可能となった。これにより、具体的には、例えば排ガスの温度をガス−水熱交換器１２１において約１００℃程度まで下げるように冷却することができ、この結果、熱回収量を増加してエネルギー効率を著しく改善できることが判明した。
【０１０２】
回収した熱エネルギーは、ガス−水熱交換器１２１にて熱交換して昇温された約７５℃程度の循環熱媒体Ｗ１を、循環路５０を通して熱交換器１２２での水Ｗ２の予熱に利用してボイラー１０２のエネルギー効率を改善することができる。例えば、主蒸気量１５０ｔ／ｈ級の発電ボイラーにおいて、排ガス温度１５０℃から１００℃まで熱回収した場合、熱効率は２〜３％向上する。また、原油削減量は１９７０Ｋｌ／年、ＣＯ２削減量は６８００ｔ／ｈになる。なお、ガス−水熱交換器１２１の管路５１の表面には、排ガスが接触することとなるが、この表面の温度が排ガスの露点温度よりも下回っていると結露が生じることとなる。
【０１０３】
この場合、管路５１等を含むガス−水熱交換器１２１の装置内に石炭灰が付着してガス流路を閉塞させることが懸念される。このため、間接熱交換機構１１０においては、管路５１の表面温度が排ガスの露点温度よりも下回らないように、循環路５０を通って循環する循環熱媒体Ｗ１の温度管理、熱交換器１２２による熱交換設定、管路５１の表面温度管理等を適切に行うことが望ましい。従って、熱交換器１２２においては、循環路５０を循環する循環熱媒体Ｗ１の温度が熱交換器１２２にて下がり過ぎないように水Ｗ２との間で熱交換が行われると良い。
【０１０４】
例えば、主蒸気量１５０ｔ／ｈ級の石炭発電ボイラーの場合、ガス−水熱交換器１２１に戻る循環熱媒体Ｗ１の温度が、排ガスの露点温度（例えば４８℃）より高く（例えば５５℃）なるように熱交換器１２２を通過する熱媒体量を調整するバイパスライン（図示せず）が設けられている。
【０１０５】
バイパス量は、循環熱媒体量の０〜８０％の範囲で調整されることが好ましい。また、このバイパス量は、外部から供給される水Ｗ２の温度によって異なる。例えば、水Ｗ２が４８℃で供給される場合は、循環熱媒体Ｗ１のバイパス割合が０％（全量熱交換器１２２に通すこと）になり、水Ｗ２が２５℃の時は循環熱媒体Ｗ１のバイパス割合は６０％程度になる。
【０１０６】
このようにすれば、ガス−水熱交換器１２１などの各装置を高価な耐食材料で構成する必要がなくなり、例えば管路５１などの排ガスに接触する部位の材質を安価なカーボンスチール（炭素鋼）材とすることなどが可能となる。また、ガス流路の閉塞を防いでボイラーの安定運転が可能になる。なお、このように間接熱交換機構１１０によって燃焼炉２０からの排ガスの温度を下げることは、次段の電気集塵機１０７の集塵性能の維持・向上にも大きく影響があることが分かっている。
【０１０７】
すなわち、第６の実施形態に係る処理システム１では、燃焼炉２０内にて排ガス中のＳＯ３を脱硫剤１５によって除去することにより腐食等の問題に対しては一定の解決を見ている。しかし、排ガス中からＳＯ３を除去し過ぎてしまうと電気集塵機１０７の集塵性能が著しく低下することとなる。
【０１０８】
一般的には、電気集塵機１０７の集塵性能は、（Ａ）排ガスの温度、（Ｂ）排ガスの速度（流速）、（Ｃ）ＳＯ３の濃度の各要素により決まり、（Ｃ）のＳＯ３の濃度は高い方が集塵性能は向上するとされている。第６の実施形態に係る処理システム１では、燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入された脱硫剤１５により、ＳＯ３を除去している。このため、ＳＯ３濃度の低い状態の排ガスを電気集塵機１０７に供給した場合に、思うような集塵効果を得ることができなくなってしまうおそれがある。
【０１０９】
そこで、燃焼炉２０と電気集塵機１０７との間に熱回収装置１０６及び間接熱交換機構１１０を設け、燃焼炉２０から排出される排ガスの温度を下げることで、排ガスの容積が小さくなると共に排ガスの流速が低下する。これにより、排ガス中のＳＯ３の濃度が電気集塵機１０７の集塵性能に影響を与えない程度となり、集塵性能を維持・向上させることが可能となる。なお、この電気集塵機１０７から排出された排ガスは、ブロア４８により搬送されて煙突４９を通して大気中に排出される。
【０１１０】
また、図９に示すように、石炭火力発電所１００で利用する石炭は、例えば石炭の乾燥処理設備３００において乾燥処理を施されることが好ましい。また、第６の実施形態では、石炭火力発電所１００は、セメント製造設備２００を併設されている。セメント製造設備２００は、後述するクリンカクーラー２０３から熱ガスを排出する。この熱ガスは、給水加熱器１０４においてボイラー１０２に供給される水Ｗ３を加熱するのに用いられる。これにより、総合的に排ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる構成となっている。
【０１１１】
熱ガスは、セメント製造設備２００の他に、例えば熱風発生炉から排出されたものであっても良いし、加熱炉排ガスやボイラー排ガスなどであっても良い。これらの中で熱エネルギーの効率的な利用という観点から、ボイラー排ガスやクリンカクーラー排ガスが好ましく用いられる。ここで、石炭や低品位燃料は、含有する水分量によっては乾燥処理が不要な場合もあり得るので、そのような場合は石炭の乾燥処理設備３００が省略された構成とすることもできる。
【０１１２】
石炭火力発電所１００では、例えば石炭の乾燥処理設備３００から供給された乾燥後の石炭を粉砕装置１０１にて所定の大きさに粉砕し、この粉砕後の石炭をボイラー１０２の燃焼炉２０（図８参照）にて燃焼する。
【０１１３】
そして、熱エネルギーによって給水加熱器１０４から供給される水Ｗ４を蒸発させて水蒸気とすることにより発電機１０３にて発電を行い、電力を供給する。なお、給水加熱器１０４は、発電機１０３から余剰の水蒸気のフィードバックを受け、この水蒸気を用いてボイラー１０２に供給される水Ｗ３を加熱するように構成することも可能である。これにより、発電機１０３での熱効率の向上を図ることができる。
【０１１４】
この給水加熱器１０４は、更にセメント製造設備２００からの熱ガスを利用して水Ｗ３を加熱するように構成され得る。
【０１１５】
一方、ボイラー１０２で発生した排ガスは、燃焼炉２０内に脱硫剤供給装置１０から脱硫剤が供給されることにより硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去される。更に、例えば脱硝装置１０５にて窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去される。脱硫脱硝後の排ガスは、更に熱回収装置１０６にて、その温度を低下させられる。
【０１１６】
熱回収装置１０６で回収された熱は、例えばボイラー１０２に圧送される燃焼用空気の温度を上昇させるために用いられ得る。また、熱回収装置１０６で回収された熱は、粉砕装置１０１での石炭を乾燥処理するための乾燥用空気の温度を上昇させるために用いられ得る。熱回収装置１０６を通過した排ガスは、間接熱交換機構１１０のガス−水熱交換器１２１に供給される。
【０１１７】
ガス−水熱交換器１２１では、熱回収装置１０６から供給された排ガスと、循環路５０内を循環する循環熱媒体Ｗ１とを循環路５０の管路５１を介して間接的に接触させて熱交換を実行する。これにより、熱回収装置１０６から供給された排ガスを冷却するように構成されている。本発明でいう熱媒体とは、熱を他に伝達するための媒体をいう。なお、循環熱媒体Ｗ１としては、水やシリコン油、鉱物油等が採用され得る。この中で、伝熱を考慮すれば水が好ましい。間接熱交換機構１１０は、ガス−水熱交換器１２１と共に熱交換器１２２を備え、これらは循環路５０を介して接続されている。
【０１１８】
循環路５０を循環する循環熱媒体Ｗ１は、ガス−水熱交換器１２１にて温められ、熱交換器１２２に導入される。熱交換器１２２は、ボイラー１０２に供給されるべく外部から供給される水（望ましくは純水）Ｗ２を循環路５０に接触させ、これにより循環熱媒体Ｗ１の熱エネルギーを水Ｗ２に与え、水Ｗ２を加熱する。加熱後の水Ｗ３は、給水加熱器１０４に供給される。
【０１１９】
このとき、ガス−水熱交換器１２１に戻る循環熱媒体Ｗ１の温度が、排ガスの露点温度（例えば４８℃）より高く（例えば５５℃）なるように熱交換器１２２を通過する熱媒体量を調整するバイパスライン（図示せず）が設けられている。バイパス量は、循環熱媒体量の０〜８０％の範囲で調整されることが好ましい。また、このバイパス量は、外部から供給される水Ｗ２の温度によって異なる。
【０１２０】
例えば、水Ｗ２が４８℃で供給される場合は、循環熱媒体Ｗ１のバイパス割合が０％（全量熱交換器１２２に通すこと）になり、水Ｗ２が２５℃の時は循環熱媒体Ｗ１のバイパス割合は６０％程度になる。なお、ガス−水熱交換器１２１を通過した排ガスは、電気集塵機１０７に供給される。
【０１２１】
電気集塵機１０７を通過した排ガスは、排ガスとして大気中に排出される。このような工程を経て、石炭火力発電所１００では発電が行われている。
【０１２２】
なお、第６の実施形態に係る処理システム１の石炭火力発電所１００では、給水加熱器１０４における水Ｗ３の加熱に際し、併設されたセメント製造設備２００から供給される熱ガスの熱エネルギーを利用するように構成し得るので、熱エネルギーの効率的な利用を図ることができる。
【０１２３】
セメント製造設備２００は、公知のセメント製造設備２００と同様に構成され得る。クリンカクーラー２０３からは、例えば約３００℃の熱を有する熱ガスが排出される。しかし、この熱ガスの熱エネルギーはほとんどそのまま利用されることなく排出されていたのが現状である。第６の実施形態に係る処理システム１では、既存の設備をほぼ改造することなく、この熱ガスを石炭火力発電所１００における給水加熱処理に利用し得るように構成している。
【０１２４】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された熱ガスを、給水加熱器１０４に導入して熱交換を行う。そして、間接熱交換機構１１０の熱交換器１２２によって加熱された水Ｗ３を更に加熱して水Ｗ４としてボイラー１０２へ供給するようにしている。従って、処理システム１によれば、熱エネルギーの効率的な利用を図ることができる。なお、給水加熱器１０４から排出される排ガスは、更に例えば石炭の乾燥処理設備３００での乾燥処理に用いられても良い。
【０１２５】
［第７の実施形態］
図１０は、本発明の第７の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図１１は、図１０の詳細な構成を示す図である。図１０及び図１１に示すように、第７の実施形態に係る排ガスの利用方法は、主に低品位燃料としての石炭を乾燥処理する乾燥手段としての乾燥処理設備３００と、この乾燥処理設備３００から供給される乾燥処理後の石炭を燃焼利用する石炭火力発電所１００とにおいて適用される。
【０１２６】
石炭火力発電所１００は、一例として、粉砕装置１０１と、ボイラー１０２と、発電機１０３と、ボイラー１０２に対して給水される純水を加熱する給水加熱器１０４とを備える。また、石炭火力発電所１００は、脱硫剤供給装置１０と、燃焼炉２０からの排ガスを分配する分配手段１１１と、脱硝装置１０５と、排ガス減温手段３０と、電気集塵機１０７と、混合設備１１３とを備える。
【０１２７】
なお、脱硝装置１０５や混合設備１１３は任意の構成であるため、これらを除いて石炭火力発電所１００を構成するようにしても良い。乾燥処理設備３００にて乾燥処理される燃料としての石炭は、例えば水分と硫黄成分とを含み、燃焼前に乾燥処理を必要とする石炭である。
【０１２８】
一方、ボイラー１０２の燃焼炉２０で発生した排ガスは、燃焼炉２０内に脱硫剤供給装置１０から脱硫剤１５が供給されることにより、燃焼ガス中のＳＯ３が燃焼炉２０内において除去された（炉内脱硫された）上で、例えば３００℃〜４００℃程度の温度で排出される。
【０１２９】
排出された排ガスの熱は、石炭の乾燥熱源として利用される。利用形態は種々ある。図１０は、脱硫後の排ガスを、燃焼手段としての燃焼炉と乾燥手段としての乾燥処理設備とを接続する排ガス供給路を通じて乾燥処理設備３００に供給する形態である。排ガスの熱を前記石炭の乾燥熱源として利用する形態である。排ガス供給路は、脱硫された排ガスを乾燥処理設備３００に供給する。乾燥処理設備３００は、排ガスの熱を用いて石炭を乾燥させる。これにより、排ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる構成となっている。
【０１３０】
排出された排ガスは、必要に応じて冷却された後、乾燥処理設備３００での石炭の乾燥に用いることが好ましい。また、排出された排ガスは、例えば分配管路や制御弁などを有する分配手段１１１に導入されて分配され、一部を乾燥処理設備３００での石炭の乾燥に用いることができる。
【０１３１】
また、分配手段１１１にて分配されたその他の排ガスは、例えば後段の脱硝装置１０５に導入されて窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去される。このような脱硫脱硝後の排ガスは、更に脱硝装置１０５の後段に配置された排ガス減温設備３０に導入され、その温度を低下させられる。
【０１３２】
排ガス減温設備３０で回収された熱は、例えばボイラー１０２に圧送される燃焼用空気（酸素含有ガス）の温度を上昇させるために用いられ得る。また、排ガス減温設備３０で回収された熱は、例えば粉砕装置１０１での石炭を乾燥処理するための乾燥用空気の温度を上昇させるために用いられ得る。こうして排ガス減温設備３０を通過して温度が下げられた排ガスは、集塵手段としての電気集塵機１０７に供給される。
【０１３３】
電気集塵機１０７は、排ガス中に浮遊しているダスト（灰分）を集塵する。そして、ダスト（灰分）が集塵除去され、電気集塵機１０７を通過した排ガスは、排ガスとして大気中に排出される。なお、電気集塵機１０７で集塵されたダストは、例えば混合設備１１３に供給される。混合設備１１３では、別途搬送された汚泥、残渣、家畜糞尿などの含水有機性廃棄物とダストとが混合される。
【０１３４】
このように、ダスト（灰分）が多量の酸化カルシウム（ＣａＯ）を含む。ダストが含水有機性廃棄物と混合されることで、ダストが乾燥剤として作用するので、別途乾燥剤を用いたり乾燥処理を施さなくても含水有機性廃棄物の乾燥を行うことができる。このような工程を経て、石炭火力発電所１００では発電が行われている。
【０１３５】
なお、燃焼炉２０内にてＳＯ２やＳＯ３が除去された排ガスは、煙道２２を通って燃焼炉２０から排出される。排出された排ガスは、一部が分配手段１１１を介して乾燥処理設備３００に供給されると共にその他が排ガス減温設備３０に供給される。
【０１３６】
排ガス減温設備３０は、例えばガスエアヒーター（ＧＡＨ）３１と、ガス−水熱交換器１２１又は水噴霧装置３３とから構成される。ここで、排ガスの温度を下げる方法としては、（１）ガスエアヒーターの能力（性能）アップ、（２）間接的な冷却、（３）直接的な冷却の３通りの方法が考えられる。
【０１３７】
しかし、（３）の直接的な冷却（すなわち、例えば排ガスに水を噴霧して冷却）の場合は、排ガスに含まれるダストが排ガス減温設備３０の装置内に付着して詰まり等を起こす可能性がある。このため、第７の実施形態においては、（３）の直接的な冷却を採用することもできるが、好適には（２）の間接的な冷却を採用することとしている。
【０１３８】
具体的には、排ガス減温設備３０にて、ガスエアヒーター３１の下流側に配置されたガス−水熱交換器１２１の循環熱媒体（例えば、水）で、排ガスの熱を燃焼炉２０への給水の予熱に熱交換して利用することとしている。
【０１３９】
第７の実施形態に係る排ガスの利用方法においては、ボイラー１０２の燃焼炉２０内に注入される脱硫剤１５、好ましくは燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入される脱硫剤１５により、予め排ガス中のＳＯ３を除去している。このため、酸露点温度を大幅に下げることが可能となった。
【０１４０】
これにより、具体的には、例えば排ガス減温設備３０を介して排ガスの温度を約１００℃程度まで下げるように冷却することができるようになった。この結果、熱回収量を増加してエネルギー効率を著しく改善できることが判明した。また、これに付随して排ガス減温設備３０に備えられる各装置等を高価な耐食材料で構成する必要もなくなった。
【０１４１】
例えば、排ガス減温設備３０のガス−水熱交換器１２１の排ガスに接触する部位の材質を安価なカーボンスチール（炭素鋼）材とすることができる。第７の実施形態に係る石炭火力発電所１００では、上述したようにボイラー１０２の燃焼炉２０内に注入された脱硫剤１５、好ましくは上方ノーズ部２１の近傍位置に注入された脱硫剤１５によりＳＯ３を除去している。そして、燃焼炉２０と電気集塵機４０との間に排ガス減温設備３０を設けることとしている。
【０１４２】
この排ガス減温設備３０にて、燃焼炉２０から排出され分配手段１１１にて分配された排ガスの温度を下げることで、排ガス中のＳＯ３の濃度が電気集塵機１０７の集塵性能に影響を与えない程度となり、集塵性能を維持・向上させることが可能となる。なお、この電気集塵機１０７にて排ガスから集塵されたダストは、混合設備１１３に供給されて別途混合設備１１３に搬送された含水有機性廃棄物の乾燥剤として利用される。
【０１４３】
石炭は、燃焼炉で燃焼させる前に乾燥処理設備で事前乾燥される。乾燥処理設備３００では、排ガスが乾燥用熱源として用いられる。なお、このときの排ガスの温度は、乾燥処理設備３００での石炭の発火を防止できる程度の温度であって、且つできるだけ高い温度に設定されると良い。乾燥処理設備３００では、上述したように亜瀝青炭や褐炭、或いは亜炭などのいわゆる低品位炭が、乾燥処理後に所定の水分となるように乾燥される。
【０１４４】
なお、第７の実施形態に係る排ガスの利用方法では、石炭火力発電所１００に供給する石炭の乾燥処理を行う乾燥処理設備３００への乾燥用空気として、ボイラー１０２の燃焼炉２０からの排ガスの熱エネルギーを利用するように構成し得るので、熱エネルギーの効率的な利用を図っている。乾燥処理設備３００のパドル攪拌式乾燥機の空気室には、排ガスと共に他の熱ガスや乾燥用空気等を導入して乾燥を行うようにしても良い。
【０１４５】
このように、第７の実施形態に係る排ガスの利用方法によれば、石炭火力発電所１００の排熱を有効利用することができると共に、排ガス中のＳＯ３が除去されているので設備の耐久性を向上させることができ、系内の硫黄（Ｓ）分も低減することができる。これにより、熱エネルギーの効率的な利用や、低品位燃料の積極的な利用技術の確立などを図ることが可能となる。
【０１４６】
［第８の実施形態］
図１２は、本発明の第８の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図１３は、図１２の詳細な構成を示す図である。図１２及び図１３に示すように、第８の実施形態に係る排ガスの利用方法は、乾燥処理設備３００にて乾燥熱源として用いられる脱硫後の排ガスが、排ガス減温設備３０及び電気集塵機１０７を通って温度が下げられた上にダスト（灰分）が除去され、更にその後段に設置された分配手段１１１から分配されたものである点が、第７の実施形態に係るものと相違している。
【０１４７】
具体的には、ボイラー１０２からの排ガスを排ガス減温設備３０にて減温した後、電気集塵機１０７に供給して排ガス中のダストを除去する。そして、この電気集塵機１０７からの排ガスの一部を分配手段１１１にて分配し、乾燥処理設備３００に供給する。その他の排ガスは大気中に排出する。ダストが除去された排ガスを石炭の乾燥熱源として利用することにより、乾燥処理設備におけるダストの付着等がなく好ましい。このようにしても、第７の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。
【０１４８】
［第９の実施形態］
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図１５は、図１４の詳細な構成を示す図である。図１４及び図１５に示すように、第９の実施形態に係る排ガスの利用方法は、主に脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、熱媒体を排ガスの熱により加熱して乾燥処理設備３００の乾燥熱源として利用する点が、第７の実施形態に係るものと相違している。図１４は、脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、排ガスによって加熱された熱媒体を前記乾燥処理設備に供給し、石炭の乾燥熱源として利用する形態である。
【０１４９】
すなわち、ガスエアヒーター３１を通って減温された脱硫後の排ガスは、ガス−水熱交換器１２１に導入される。ガス−水熱交換器１２１と乾燥処理設備３００との間には、循環路５０が設けられており、この循環路５０内を循環熱媒体Ｗ１が循環通過する。ガス−水熱交換器１２１内においては、循環路５０から続く管路５１内を通過する循環熱媒体Ｗ１により脱硫された排ガスとの間で熱交換が実行される。
【０１５０】
循環熱媒体Ｗ１は、ガス−水熱交換器１２１内で排ガスの熱により加熱され、所定の温度に昇温された状態で循環路５０を通って乾燥処理設備３００に供給される。乾燥処理設備３００では、乾燥用熱源（例えば空気）に代えて、或いは乾燥用空気と共に、この循環熱媒体Ｗ１の排ガスから回収された熱を乾燥熱源として利用し、上述したような石炭の乾燥処理が実行される。
【０１５１】
なお、第９の実施形態においては、石炭火力発電所１００は、例えばセメント製造設備２００を併設された形態とすることができる。第９の実施形態に係る排ガスの利用方法においては、既存の設備をほぼ改造することなく、熱ガスを石炭火力発電所１００における給水加熱処理に利用し得るように構成している。
【０１５２】
具体的には、例えばセメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された排ガスを、給水加熱器１０４に導入して熱交換を行い、給水加熱器１０４に導入された水を加熱してボイラー１０２へ供給するようにしている。従って、第９の実施形態によれば、熱エネルギーの効率的な利用を図ることができる。
【０１５３】
なお、給水加熱器１０４から排出される排ガスは、更に例えば乾燥処理設備３００での乾燥処理に用いられても良い。第９の実施形態のように排ガスを利用しても、第７の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。
第９の実施形態においては、脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、熱交換された後の排ガスは、電気集塵機１０７を経由して大気に放出される。脱硫後の排ガスを予め集塵手段に供給し、排ガスに含まれる灰分を除去した後、熱媒体との間で熱交換を実行しても良い。
【０１５４】
［第１０の実施形態］
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図１７は、図１６の詳細な構成を示す図である。図１６及び図１７に示すように、第１０の実施形態に係る排ガスの利用方法は、主に脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行すると共に、この熱媒体の一部をボイラー１０２への水の加熱に利用する点が、第９の実施形態に係るものと相違している。
【０１５５】
すなわち、脱硫後の排ガスは、ガスエアヒーター３１を通って減温された上で、ガス−水熱交換器１２１及び熱交換器１２２を有する間接熱交換機構１１０に供給される。間接熱交換機構１１０においては、ガス−水熱交換器１２１にて、主循環路５０Ａ内を循環通過する循環熱媒体Ｗ１を間接的に排ガスと接触させて排ガスの熱を熱交換し、乾燥処理設備３００へ供給する。これと共に、循環熱媒体Ｗ１の一部である循環熱媒体Ｗ１ａを副循環路５０Ｂを介して熱交換器１２２に供給し、水Ｗ２にその熱を与える。
【０１５６】
熱交換器１２２は、ボイラー１０２に供給されるべく外部から供給される水（望ましくは純水）Ｗ２を副循環路５０Ｂに接触させ、これにより循環熱媒体Ｗ１ａの熱エネルギーを水Ｗ２に与え、水Ｗ２を加熱する。なお、加熱後の水Ｗ３は、給水加熱器１０４に供給される。
【０１５７】
主循環路５０Ａ及び副循環路５０Ｂは、ガス−水熱交換器１２１内において図示しないバルブ装置等により分岐可能に接続されている。従って、所定の制御の下で循環熱媒体Ｗ１，Ｗ１ａがそれぞれ主循環路５０Ａ及び副循環路５０Ｂを循環通過することができるように構成されている。
【０１５８】
間接熱交換機構１１０にて回収した熱エネルギーは、例えばガス−水熱交換器１２１にて熱交換して昇温された約７５℃程度の循環熱媒体Ｗ１の一部の循環熱媒体Ｗ１ａを、副循環路５０Ｂを通して熱交換器１２２での水Ｗ２の予熱に利用される。これにより、ボイラー１０２のエネルギー効率を改善することができる。なお、露点温度とは、ガス中の水分が結露し始める温度をいう。
【０１５９】
この場合、管路等を含むガス−水熱交換器１２１の装置内に石炭灰が付着してガス流路を閉塞させることが懸念される。このため、間接熱交換機構１１０においては、管路の表面の温度が排ガスの露点温度よりも下回らないように、主循環路５０Ａを通って循環する循環熱媒体Ｗ１の温度管理、熱交換器１２２による熱交換設定、管路の表面温度管理等を適切に行うことが望ましい。
【０１６０】
従って、間接熱交換機構１１０においては、主循環路５０Ａ及び副循環路５０Ｂを循環する循環熱媒体Ｗ１，Ｗ１ａの温度が、乾燥処理設備３００や熱交換器１２２にて下がり過ぎないように乾燥処理が行われたり水Ｗ２との間で熱交換が行われたりすると良い。なお、上述したように熱交換器１２２で昇温された水Ｗ３は、例えば給水加熱器１０４に導入されて加熱され、水Ｗ４としてボイラー１０２に供給される。このように排ガスを利用しても、第９の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。
【０１６１】
第１０の実施形態においては、脱硫後の排ガスと熱媒体との間で熱交換を実行し、熱交換された後の排ガスは、電気集塵機１０７を経由して大気に放出される。脱硫後の排ガスを予め集塵手段に供給し、排ガスに含まれる灰分を除去した後、熱媒体との間で熱交換を実行しても良い。
【０１６２】
［第１１の実施形態］
図１８は、本発明の第１１の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図１８に示すように、第１１の実施形態に係る排ガスの利用方法は、主に低品位燃料としての石炭を乾燥処理する乾燥処理設備３００と、この乾燥処理設備３００から供給される乾燥処理後の石炭を燃焼利用する石炭火力発電所１００とにおいて適用される。
【０１６３】
石炭火力発電所１００は、脱硝装置１０５と、熱回収装置１０６と、混合手段１１２と、電気集塵機１０７と、脱硫装置１０８とを備える。なお、第１１の実施形態では、石炭火力発電所１００は、セメント製造設備２００が併設された構成となっている。熱ガスは、混合手段１１２においてボイラー１０２からの排ガスと混合され、乾燥処理設備３００にて石炭を乾燥処理するのに用いられる。これにより、総合的に排ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる構成となっている。
【０１６４】
一方、ボイラー１０２で発生した排ガスは、例えば５００℃〜１０００℃程度の温度で排出された後に、後段の脱硝装置１０５にて窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去される。次いで、排ガス減温手段としてのガスエアヒーター（ＧＡＨ）等の熱回収装置１０６にて、空気等と熱交換されその温度を低下させられる。
【０１６５】
第１１の実施形態においては、熱回収装置１０６を通過した後の排ガスは、混合手段１１２に供給される。このときの排ガスは、例えば温度が９０℃程度で酸素濃度が５容量％程度となっている。また、混合手段１１２には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された熱ガスも導入される。
【０１６６】
このときの熱ガスは、例えば温度が３００℃程度で酸素濃度が２１容量％程度となっている。混合手段１１２は、ガスの混合を制御するための制御弁や制御装置、ガスの管路等の図示しない構成を有している。そして、混合手段１１２は、これらの排ガス及び熱ガスを混合して温度が１５０℃以上、好ましくは２００℃以上で、酸素濃度が１０容量％以下の混合ガスを生成し、生成された混合ガスを乾燥処理設備３００に供給する。
【０１６７】
具体的には、混合手段１１２は、例えば温度９０℃で酸素濃度５容量％の排ガス６８．７量（％）と、温度３００℃で酸素濃度２１容量％の熱ガス３１．３量（％）とを混合する。これにより、温度１５６℃で酸素濃度１０容量％の混合ガスを生成する。なお、乾燥処理設備３００においては、乾燥用空気の温度が高すぎても（すなわち、乾燥用空気の温度が石炭の発火点温度を上回るようであっても）、酸素濃度が高すぎてもいずれも発火などの可能性が高くなる。
【０１６８】
このため、混合手段１１２において石炭の乾燥処理に適切な温度及び酸素濃度の混合ガスを生成し、乾燥用空気として乾燥処理設備３００に供給している。例えば、混合手段１１２にて温度１５６℃、酸素濃度１０容量％以下で生成された混合ガスは、乾燥処理設備３００に送られて石炭の乾燥処理に利用され、乾燥処理後のガスの温度は７０℃程度となる。
【０１６９】
このように、上記排ガス及び熱ガスの熱エネルギーを無駄に棄てることなく、有効利用することが可能となる。つまり、この混合ガスを乾燥処理に用いることにより、乾燥処理設備３００における効率的な熱利用を実現し、乾燥処理設備３００のサイズ低減やコスト削減を図ることが可能となる。
【０１７０】
混合手段１１２にて熱ガスと混合されなかった一部の排ガスは、低低温電気集塵機（ＥＰ）などの電気集塵機１０７に供給される。そして、電気集塵機１０７を通過した排ガスは、脱硫装置１０８にて硫黄酸化物（ＳＯｘ）が除去された上で排ガスとして大気中に排出される。このような工程を経て、石炭火力発電所１００では発電が行われている。
【０１７１】
なお、第１１の実施形態に係る排ガスの利用方法では、石炭火力発電所１００に供給する石炭の乾燥処理を行う乾燥処理設備３００への乾燥用空気として、ボイラー１０２からの排ガスと、併設されたセメント製造設備２００から供給される熱ガスの熱エネルギーとを利用するように構成し得るので、熱エネルギーの効率的な利用を図っている。
【０１７２】
また、第１１の実施形態に係る排ガスの利用方法では、クリンカクーラー２０３からの熱ガスとボイラー１０２からの排ガスとを乾燥処理設備３００における乾燥処理に利用し得るように構成している。
【０１７３】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された熱ガスを、石炭火力発電所１００の混合手段１１２に導入してボイラー１０２からの排ガスと混合する。そして、酸素濃度が１０容量％以下の混合ガスを生成して乾燥処理設備３００へ供給するようにしている。従って、第１１の実施形態に係る排ガスの利用方法によれば、熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。
【０１７４】
［第１２の実施形態］
図１９は、本発明の第１２の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図１９に示すように、第１２の実施形態に係る排ガスの利用方法は、混合手段１１２にてクリンカクーラー２０３からの熱ガスと混合される排ガスが、熱回収装置１０６及び電気集塵機１０７を通って温度が下げられた上に灰分（ダスト）が除去されたものである点が、第１１の実施形態に係るものと相違している。
【０１７５】
具体的には、ボイラー１０２からの排ガスを熱回収装置１０６にて減温した後、電気集塵機１０７に供給して排ガス中の灰分を除去する。そして、この電気集塵機１０７からの排ガスとクリンカクーラー２０３からの熱ガスとを混合手段１１２に導入し、上述したように所定の温度及び酸素濃度となる混合ガスを生成して乾燥処理設備３００へ供給する。このようにしても、第１１の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。また、このようにすれば、石炭火力発電所１００における各装置及び各工程の運用の最適化を図ることができる。
【０１７６】
［第１３の実施形態］
図２０は、本発明の第１３の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図２１は、図２０の詳細な構成を示す図である。図２０及び図２１に示すように、第１３の実施形態に係る排ガスの利用方法は、石炭火力発電所１００の脱硫装置１０８に代えて、脱硫剤供給装置１０を設け、ボイラー１０２の燃焼炉２０内にて排ガスの脱硫（炉内脱硫）を行う点が、第１１の実施形態に係るものと相違している。後段に脱硫設備を設けても良い。
【０１７７】
上述したように脱硫剤１５を上方ノーズ部２１の近傍位置に注入することで、燃焼炉２０内での脱硫を効率的に行うことができると共に、脱硫剤１５の使用量も減らすことが可能となる。このようにして燃焼炉２０内にてＳＯ２やＳＯ３が除去された排ガスは、煙道２２を通って燃焼炉２０から排出される。そして、例えば上述した脱硝装置１０５を通って脱硝されると共に熱回収装置１０６を通って減温（温度が下げられた）上で、混合手段１１２に導入される。
【０１７８】
第１３の実施形態においては、好ましくは燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入される脱硫剤１５により、予め排ガス中のＳＯ３を除去している。このため、排ガスの酸露点温度を大幅に下げることが可能となった。これにより、具体的には、例えば排ガスの温度を熱回収装置１０６において約９０℃程度まで下げるように冷却することができ、この結果、熱回収量を増加してエネルギー効率を著しく改善できることが判明した。
【０１７９】
また、このようにすれば、混合手段１１２等の各装置を高価な耐食材料で構成する必要がなくなり、例えば混合手段１１２内の制御弁や管路などの排ガスに接触する部位の材質を安価なカーボンスチール（炭素鋼）材とすることなどが可能となる。第１３の実施形態に係る排ガスの利用方法では、燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入された脱硫剤１５によりＳＯ３を除去している。
【０１８０】
そして、燃焼炉２０と集塵装置１０９との間に熱回収装置１０６を設け、燃焼炉２０から排出される排ガスの温度を下げることで、排ガス中のＳＯ３の濃度が電気集塵機の集塵性能に影響を与えない程度となり、集塵性能を維持・向上させることが可能となる。
【０１８１】
［第１４の実施形態］
図２２は、本発明の第１４の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図２３は、図２２の詳細な構成を示す図である。図２２及び図２３に示すように、第１４の実施形態に係る排ガスの利用方法は、石炭火力発電所１００の脱硫装置１０８に代えて、脱硫剤供給装置１０を設け、ボイラー１０２の燃焼炉２０内にて排ガスの炉内脱硫を行う点が、第１２の実施形態に係るものと相違している。
【０１８２】
なお、ボイラー１０２の燃焼炉２０での排ガスの脱硫処理については、上記で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。このようにしても、第１２の実施形態と同様に熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。また、石炭火力発電所１００における各装置及び各工程の運用の最適化を図ることができる。
【０１８３】
［第１５の実施形態］
図２４は、本発明の第１５の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図２４に示すように、第１５の実施形態に係る排ガスの利用方法は、主に低品位燃料としての石炭を乾燥処理する乾燥処理設備３００と、この乾燥処理設備３００から供給される乾燥処理後の石炭を燃焼利用する石炭火力発電所１００とにおいて適用される。
【０１８４】
石炭火力発電所１００は、脱硝装置１０５と、空気予熱器１０６ａと、電気集塵機１０７と、脱硫装置１０８とを備える。脱硝装置１０５は任意に設置可能である。なお、第１５の実施形態では、石炭火力発電所１００は、セメント製造設備２００が併設された構成となっている。熱ガスは、ボイラー１０２に燃焼用空気の一部として導入されて燃焼に利用される。この熱ガスのボイラー１０２に導入される燃焼用空気としての割合は、約１０％〜２５％程度であることが好ましい。
【０１８５】
また、ボイラー１０２からの排ガスは、例えば分配手段１１１にて分配され、乾燥処理設備３００での石炭を乾燥処理するのに用いられる。この排ガスは、粉砕装置１０１にて石炭を乾燥粉砕するのに用いられてもよい。これにより、総合的に熱ガスや排ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる構成となっている。
【０１８６】
なお、乾燥処理後の石炭の一部は、ボイラー１０２以外の熱利用設備（例えば、セメント製造設備２００）において利用されても良い。粉砕後の石炭をボイラー１０２の燃焼炉２０（例えば、図２６参照）にて、酸素含有ガスや上記熱ガスと共に燃焼する。なお、ボイラー１０２に導入されるときの熱ガスは、例えば酸素濃度が１５容量％以上であり、温度は２５０℃以上である。
【０１８７】
一方、ボイラー１０２で発生した排ガスは、例えば３００℃〜４００℃程度の温度で排出された後に、後段の分配手段１１１にて分配される。分配手段１１１は、図示しない制御弁や管路を有し、排ガスの一部を乾燥処理設備３００や粉砕装置１０１に分配して供給する。また、排ガスの他の一部は、脱硝装置１０５にて窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去される。
【０１８８】
第１５の実施形態においては、分配手段１１１にて分配されて乾燥処理設備３００に供給された排ガスは、例えば酸素濃度が１０容量％となっている。また、脱硝装置１０５を通過した後の排ガスは、空気予熱器１０６ａに導入され、この空気予熱器１０６ａにて空気を加熱するのに用いられた後、電気集塵機１０７に供給される。空気予熱器１０６ａで加熱された空気は、ボイラー１０２に導入される。なお、乾燥処理設備３００においては、乾燥用空気として用いられる排ガスの温度が高すぎても（すなわち、乾燥用空気の温度が石炭の発火点温度を上回るようであっても）、酸素濃度が高すぎてもいずれも発火などの可能性が高くなる。
【０１８９】
このため、酸素濃度及び温度共に高いクリンカクーラー２０３からの熱ガスを直接乾燥処理設備３００に導入せず、ボイラー１０２にて酸素濃度を低下させた上で排ガスとして排出し、その一部を乾燥用空気として乾燥処理設備３００に供給している。例えば、分配手段１１１にて温度３７８℃、酸素濃度１０容量％以下となった排ガスは、乾燥処理設備３００に送られて石炭の乾燥処理に利用され、乾燥処理後のガスの温度は７０℃程度となる。
【０１９０】
このように、上記排ガス及び熱ガスの熱エネルギーを無駄に棄てることなく、有効利用することが可能となる。つまり、熱ガスを燃焼用空気の一部としてボイラー１０２での燃焼に用いることにより、別途熱回収装置を設けて外部の空気を昇温して燃焼用空気として利用する必要がなく、エネルギー効率を上げつつ設備コストを下げることができる。
【０１９１】
また、ボイラー１０２での燃焼後の排ガスを乾燥処理設備３００での乾燥処理に用いることにより、乾燥処理設備３００における効率的な熱利用を実現し、同時に乾燥処理設備３００のサイズ低減やコスト削減を図ることが可能となる。従って、第１５の実施形態によれば、熱エネルギーの効率的な利用を図ることができる。なお、空気予熱器１０６ａを通過した排ガスは、電気集塵機１０７に供給される。
【０１９２】
なお、第１５の実施形態に係る排ガスの利用方法では、石炭火力発電所１００に供給する石炭の乾燥処理を行う乾燥処理設備３００への乾燥用空気として、ボイラー１０２からの排ガスを利用している。また、ボイラー１０２への燃焼用空気として、併設されたセメント製造設備２００から供給される熱ガスや空気予熱器１０６ａからの加熱済み空気を利用するように構成し得るので、熱エネルギーの効率的な利用を図っている。
【０１９３】
セメント製造設備２００におけるクリンカクーラー２０３からは、上述したように２５０℃以上、例えば約３００℃の熱を有し、酸素濃度が１５容量％以上の熱ガスが排出される。しかし、この熱ガスの熱エネルギーは、上記のようにほとんどそのまま利用されることなく排出されていた。このため、第１５の実施形態に係る排ガスの利用方法では、この熱ガスをボイラー１０２での燃焼処理に、及びボイラー１０２からの排ガスを乾燥処理設備３００における乾燥処理に、それぞれ利用し得るように構成している。
【０１９４】
具体的には、セメント製造設備２００のクリンカクーラー２０３から排出された熱ガスを、石炭火力発電所１００のボイラー１０２に導入して燃焼を行う。そして、酸素濃度が１０容量％以下となったボイラー１０２からの排ガスを、分配手段１１１を介して乾燥処理設備３００へ供給するようにしている。従って、第１５の実施形態に係る排ガスの利用方法によれば、熱エネルギーの効率的な利用を図り、低品位燃料の積極的な利用技術の確立を図ることができる。
【０１９５】
また、乾燥処理設備３００に供給される排ガスは、ボイラー１０２の後段における脱硝装置１０５の後や、電気集塵機１０７の後或いは脱硫装置１０８の後など、適宜所望の箇所から分配され供給されるように構成しても良い。この場合は、分配手段１１１をそれぞれの装置の間に設置するようにすれば良い。
【０１９６】
［第１６の実施形態］
図２５は、本発明の第１６の実施形態に係る排ガスの利用方法の全体の流れを示すブロック図である。図２６は、図２５の詳細な構成を示す図である。図２５及び図２６に示すように、第１６の実施形態に係る排ガスの利用方法は、石炭火力発電所１００に脱硫剤供給装置１０を設け、ボイラー１０２の燃焼炉２０内にて排ガスの脱硫（炉内脱硫）を行う点が、第１５の実施形態に係るものと相違している。
【０１９７】
また、分配手段１１１を空気予熱器１０６ａの後段に設け、この分配手段１１１の後段に熱回収装置１０６を設けた点も相違している。このようにすれば、第１５の実施形態のものよりも石炭火力発電所１００における各装置及び各工程の運用の最適化を図ることが可能となる。熱ガスの量に応じて燃焼用空気をこの熱ガスに全量まで転換可能であり、空気予熱器１０６ａ出口の排ガスの予熱を分配手段１１１を通過した後に熱回収装置１０６によって回収し、給水加熱器１０４にて全量給水加熱に利用することが可能になる。
【０１９８】
燃焼炉２０内にてＳＯ２やＳＯ３が除去された排ガスは、煙道２２を通って燃焼炉２０から排出される。そして、例えば上述した脱硝装置１０５を通って脱硝された上で空気予熱器１０６ａ後段の分配手段１１１によって一部が乾燥処理設備３００に送られる。これと共に、他の一部が熱回収装置１０６を通って熱回収された上で電気集塵機１０７に送られる。
【０１９９】
第１６の実施形態においては、好ましくは燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入される脱硫剤１５により、予め排ガス中のＳＯ３を除去している。このため、排ガスの酸露点温度を大幅に下げることが可能となり、この結果、熱回収量を増加してエネルギー効率を著しく改善できることが判明した。
【０２００】
また、このようにすれば、燃焼炉２０の後段の各装置を高価な耐食材料で構成する必要がなくなり、例えば排ガスに接触する部位の材質を安価なカーボンスチール（炭素鋼）材とすることなどが可能となる。第１６の実施形態に係る排ガスの利用方法では、燃焼炉２０内の上方ノーズ部２１の近傍位置に注入された脱硫剤１５によりＳＯ３を除去している。
【０２０１】
そこで、電気集塵機の集塵性能の上記（１）の要素である燃焼炉２０から排出される排ガスの温度を下げれば、排ガスの容積を小さくすることができると共に排ガスの流速を低下させることができる。これにより、排ガス中のＳＯ３の濃度が電気集塵機の集塵性能に影響を与えない程度とすることができ、集塵性能を維持・向上させることが可能となる。なお、電気集塵機１０７から排出された排ガスは、必要であれば脱硫装置１０８にて再度脱硫された上でブロア４８により搬送されて煙突４９を通して大気中に排出される。
【実施例】
【０２０２】
以下、実施例により排ガスの脱硫処理について具体的に説明する。実施例では、図８等に示す石炭火力発電所１００でボイラー１０２が蒸気発生量８０ｔ／ｈボイラーである。石炭（微粉炭）を燃料として空気と共にボイラー１０２に供給した。【０２０３】
使用した脱硫剤１５は、上述したセメント製造設備２００の粉砕機２０１のサイクロン排ガスから回収したセメント工場ダストである。セメント工場ダストの化学組成は、蛍光Ｘ線分析により測定された。その結果は、ＣａＯが６０．６質量％、ＳｉＯ２が２０．８質量％、Ａｌ２Ｏ３が１０．３質量％である。また、使用したセメント工場ダストの粒子径は質量基準の平均粒径が２μｍ程度であった。【０２０４】
下記に示す実施例１及び２における脱硫剤１５の吹込位置は炉内α、実施例３における脱硫剤１５の吹込位置は炉内βである。炉内αの吹込位置は、図２７（ａ）に示すノーズ部２１の頂点（図８等におけるノーズ部２１の三角形の頂点）より０．８Ｍ上方の高さにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４箇所と、図２７（ｂ）に示すノーズ部２１の頂点より０．４Ｌ下方の高さにＥ，Ｆ，Ｇの３箇所である（計７箇所）。【０２０５】
他方、炉内βの吹込位置は、図２７（ｂ）に示す頂点より０．４Ｌ下方の高さにＥ，Ｆ，Ｇの３箇所である。図２７（ａ）において、脱硫剤１５は過熱器２０ｂが存在する位置を避けるように供給されている。図２７（ａ）のＢ，Ｃは、側面の中心点と端点の中間に位置している。また、図２７（ｂ）のＥ，Ｆ，Ｇは、燃焼炉２０の各側面の中心線部分に位置している。【０２０６】
実施例にて得られたＳＯ３測定結果を以下の表１に示す。なお、ＳＯ３の測定は、電気集塵機１０７の入口で行った。【０２０７】
［表１］
2011162344.tif 000003
【０２０８】
（実施例１）
実施例１においては、燃焼炉２０内のＳＯ２＋ＳＯ３のＳＯｘ濃度が２００ｐｐｍであり、Ｃａ／Ｓのモル比が０．９３になるようにセメント工場ダストを炉内に吹き込んだ。その結果、ＳＯ３濃度は０．０５ｐｐｍ未満となった。【０２０９】
（実施例２）
実施例２においては、燃焼炉２０内のＳＯｘ濃度が１８０ｐｐｍであり、炉内に吹き込んだセメント工場ダストのＣａ／Ｓのモル比が２．０６であったときは、ＳＯ３濃度は実施例１と同様に０．０５ｐｐｍ未満となった。【０２１０】
（実施例３）
実施例３においては、燃焼炉２０内のＳＯｘ濃度が１５０ｐｐｍであり、炉内に吹き込んだセメント工場ダストのＣａ／Ｓのモル比が２．９２であったときは、ＳＯ３濃度は実施例１及び２と同様に０．０５ｐｐｍ未満となった。
なお、実施例１，２及び３において、セメント工場ダストを吹き込まない場合においては、燃焼炉２０内のＳＯｘ濃度は、それぞれ脱硫前の濃度と同じであった。【０２１１】
以上のような結果から、熱収支の試算を行ったところ、上述した実施形態に係る燃料処理システム１及び排ガスの利用方法においては、排ガスの酸露点温度を約１２６℃から８８℃以下にすることが可能であることが判明した。これにより、例えば図９に示す熱回収装置１０６の下流側における間接熱交換機構１１０の第１熱交換手段であるガス−水熱交換器１２１にて、熱回収装置１０６通過時に約１５０℃程度の温度を保つ排ガスから５０℃相当の熱を回収し、この熱を第２熱交換手段である熱交換器１２２にてボイラー１０２への水Ｗ２の予熱源として利用したとしても、ＳＯ３の結露による腐食を防止することが可能となることが判明した。また、例えば排ガスの熱を乾燥処理設備３００で利用したりボイラー１０２への給水加熱に利用したりしたとしても、ＳＯ３の結露による腐食を防止することが可能となることを確認した。また、例えば熱回収装置１０６の下流側にて混合手段１１２により混合ガスを生成して乾燥処理設備３００で利用したとしても、ＳＯ３の結露による腐食を防止することが可能となることが判明した。また、例えばボイラー１０２の下流側で排ガスの一部を乾燥処理設備３００で利用したとしても、ＳＯ３の結露による腐食を防止することが可能となることが判明した。【０２１２】
そこで、図８の間接熱交換機構１１０の熱交換処理を行った。熱媒体は純水を用いた。熱媒循環量は８０ｔ／ｈ（主蒸気発生量８０ｔ／ｈ級ボイラーの場合）であった。排ガスは、第１熱交換手段であるガス−水熱交換器１２１において１５０℃から１００℃まで減温された。純水は、ガス−水熱交換器１２１において５５℃から７４℃まで温度上昇した。ガス−水熱交換器１２１において加熱された熱媒体としての純水は、第２熱交換手段である熱交換器１２２で、ボイラー給水Ｗ２を４８℃から６２．５℃まで昇温した。【０２１３】
以上述べたように、上述した実施形態に係る処理システム１によれば、熱エネルギーの効率的な利用及び低品位燃料の積極的な利用を図ることが可能となる。【０２１４】
また、上述した実施形態に係る処理システム１によれば、排ガス中のＳＯ３をより安価且つ容易に処理しつつ、より効果的に排ガスの熱エネルギーの有効利用を図り、設備の腐食等の不具合を少なくしつつも効率の良い発電設備の操業を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０２１５】
１          処理システム
２          データベース（ＤＢ）
３          制御部
４          調整手段
１０        脱硫剤供給装置
１３，４８  ブロア
１４        脱硫剤吹込口
１５        脱硫剤
２０        燃焼炉
２０ａ      壁部
２０ｂ      過熱器
２１        ノーズ部（上方ノーズ部）
２２        煙道
３０        排ガス減温設備
３１        ガスエアヒーター
３３        水噴霧装置
４９        煙突
５０        循環路
５０Ａ      主循環路
５０Ｂ      副循環路
５１        管路
１００      石炭火力発電所
１０１      粉砕装置
１０２      ボイラー
１０３      発電機
１０４      給水加熱器
１０５      脱硝装置
１０６      熱回収装置
１０７      電気集塵機
１０８      脱硫装置
１１０      間接熱交換機構
１１１      分配手段
１１２      混合手段
１１３      混合設備
１２１      ガス−水熱交換器
１２２      熱交換器
２００      セメント製造設備
２０１      粉砕機
２０２      焼成装置
２０３      クリンカクーラー
２０４      混合粉砕機
３００      乾燥処理設備
【図１】
2011162344.tif 000004
【図２】
2011162344.tif 000005
【図３】
2011162344.tif 000006
【図４】
2011162344.tif 000007
【図５】
2011162344.tif 000008
【図６】
2011162344.tif 000009
【図７】
2011162344.tif 000010
【図８】
2011162344.tif 000011
【図９】
2011162344.tif 000012
【図１０】
2011162344.tif 000013
【図１１】
2011162344.tif 000014
【図１２】
2011162344.tif 000015
【図１３】
2011162344.tif 000016
【図１４】
2011162344.tif 000017
【図１５】
2011162344.tif 000018
【図１６】
2011162344.tif 000019
【図１７】
2011162344.tif 000020
【図１８】
2011162344.tif 000021
【図１９】
2011162344.tif 000022
【図２０】
2011162344.tif 000023
【図２１】
2011162344.tif 000024
【図２２】
2011162344.tif 000025
【図２３】
2011162344.tif 000026
【図２４】
2011162344.tif 000027
【図２５】
2011162344.tif 000028
【図２６】
2011162344.tif 000029
【図２７】
2011162344.tif 000030
【国際調査報告】
2011162344.tif 000031
2011162344.tif 000032
2011162344.tif 000033
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